1、1,第一章 景觀生態(tài)學概述,2,引言,1.生態(tài)學主要研究生物與環(huán)境的關(guān)系，是一門多分支的學科 地球上生物和人的生存與發(fā)展是所處的環(huán)境密切相聯(lián)系的。 研究對象包括個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀等層次。 發(fā)展動力來自20世紀60年代后出現(xiàn)的人口資源環(huán)境等問題。 2.可持續(xù)發(fā)展成為世界關(guān)注的課題，人們廣泛追求“生態(tài)的” 重要問題：如何解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的矛盾？ 觀點1：加大環(huán)境保護力度會影響當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展 觀點2：協(xié)調(diào)發(fā)展，既要金山銀山又要綠水青山 建立和諧社會既要人之間的和諧，基礎(chǔ)是人與自然的和諧。,3,引言,3.景觀生態(tài)學是一門應用性很強的生態(tài)學分支學科 景觀生態(tài)學研究大尺度地域內(nèi)各種生態(tài)系

2、統(tǒng)之間的相互關(guān)系。 景觀的組成、結(jié)構(gòu)、功能、動態(tài)、分類、評價、規(guī)劃、管理。 其原理方法對促進景觀的優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展有直接指導作用， 是人們從宏觀方面認識自然并調(diào)節(jié)人與自然關(guān)系的有力手段。 應用領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市規(guī)劃、園林設計、自然保護、 旅游景區(qū)規(guī)劃設計、環(huán)境治理、資源開發(fā)利用等。 4.景觀生態(tài)學是一門發(fā)展歷史不足百年的年輕學科 產(chǎn)生和發(fā)展來自人們對大尺度生態(tài)環(huán)境問題的日益重視； 其理論和方法主要來源于現(xiàn)代生態(tài)學和地理科學的發(fā)展。 景觀生態(tài)學中的一些概念和理論還不成熟有爭議待完善。,4,景觀生態(tài)學的主要內(nèi)容,1.景觀生態(tài)學概述 2.景觀要素的類型 3.景觀的空間結(jié)構(gòu) 4.景觀的形成因素 5

3、.人類對景觀影響 6.景觀的基本功能 7.景觀的變化動態(tài) 8.景觀分類與評價 9.景觀生態(tài)學應用,5,第1章 景觀生態(tài)學概述,有關(guān)概念和內(nèi)涵 景觀生態(tài)學基本原理,6,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,1. 景觀的綜合定義 景觀：是由若干相互作用的生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌組成的異質(zhì)性區(qū)域。狹義 是由不同空間單元鑲嵌組成的具有明顯視覺特性的地理實體。廣義 是由地貌、植被、土地和人類居住地等組成的地域綜合體。 是人類生活環(huán)境中視覺所觸及到的地域空間。 空間單元(即生態(tài)系統(tǒng))：包括森林、村莊、道路和河流等。 可把包括農(nóng)田、村莊和城市等的異質(zhì)性地域稱為一個景觀。 狹義景觀的范圍：為幾至幾百公里；處于生態(tài)系統(tǒng)之上。 廣義景觀的

4、范圍：從微觀至宏觀任意；隨研究對象和目的而變。 已越來越多地被接受和采用。,一、景觀的概念與內(nèi)涵,7,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,景觀可分為： 1.自然景觀：如高山、荒漠、草原、森林、極地等。 包括原始景觀、半自然景觀即受輕度人類干擾。 2.經(jīng)營景觀：如農(nóng)田、果園、人工林、牧場。 3.人工景觀：完全由人類所創(chuàng)建。 主要體現(xiàn)經(jīng)濟、文化和視覺特性和價值的景觀。 如城市景觀、旅游地風景園林景觀、工程景觀（工廠、礦山、水利工程、交通系統(tǒng)、軍事工程）等。,2.景觀的主要類型,8,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,3.景觀概念的內(nèi)涵 具有異質(zhì)性：由不同空間單元（生態(tài)系統(tǒng)）鑲嵌組成。 景觀由林地,草原,農(nóng)田,村莊,河流等

5、異質(zhì)空間單元組成。 具有地域性：是具有明顯形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的地理實體。 景觀是占據(jù)一定地域的客觀實體。 具有尺度性：空間尺度處于生態(tài)系統(tǒng)和大地理區(qū)域之間。 區(qū)域：綜合反映氣候、地理、生物、經(jīng)濟、社會和文化等 特征的景觀復合地理單元。 具有綜合性：景觀具有美學、生態(tài)和經(jīng)濟的多重價值。 美學視覺特性，供人觀賞。經(jīng)濟生物生產(chǎn)力、土地資源開發(fā)。 生態(tài)生物與環(huán)境的和諧關(guān)系、環(huán)境改善的功能、生物多樣性。,9,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,4.景觀的特征 結(jié)構(gòu)特征：一個景觀由若干異質(zhì)性的生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌組成。 如山區(qū)景觀，由林地、農(nóng)田、村莊、河流和公路等組成。 功能特征：景觀成分間有物質(zhì)和能量的交換而相互作用。 如水流、

6、氣流、熱流、養(yǎng)分流；種子花粉擴散、動物遷移等。 形成特征：景觀是氣候地貌因素和干擾因素等影響的產(chǎn)物。 景觀的形成和變化受兩類因素的影響： A.氣候地貌因素：對其他自然條件有決定性影響； B.干擾：指能引起景觀結(jié)構(gòu)等發(fā)生重大變化的離散性事件。 自然干擾如火災、洪水、地震、火山爆發(fā)、病蟲災等。 人為干擾如森林采伐、草原放牧、農(nóng)業(yè)耕作和城建等。 城市景觀就是人類干擾產(chǎn)生的特殊景觀。,10,11,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,5.景觀要素 景觀是由若干相互作用的生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌組成的異質(zhì)性區(qū)域。 景觀要素：是指組成景觀的基本空間單元（各生態(tài)系統(tǒng)） （結(jié)構(gòu)成分）景觀要素分為3種類型：斑塊、廊道和基質(zhì) 景觀成分：是

7、指組成景觀的各種自然成分。 包括動植物、地形、水體、氣流以及人等。 景觀與景觀要素的相對性 景觀和景觀要素可以相互轉(zhuǎn)換，取決于觀察尺度的變化。 當把森林、農(nóng)田和村莊等看作一個景觀時：森林等是景觀要素。 當把森林看作一個景觀時：組成森林的各種林分是景觀要素。 景觀強調(diào)異質(zhì)性；景觀要素強調(diào)均質(zhì)性。,12,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,6.景觀與土地、環(huán)境的區(qū)別和聯(lián)系 共有含義：一定空間范圍的地域綜合體 不同之處：如表。,聯(lián)系：景觀是廣義土地的具體一部分；景觀中也包括了土地。 景觀是構(gòu)成我們周圍環(huán)境的實體部分,不包括社會環(huán)境。,13,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,二、幾個基本概念 1.斑塊廊道基質(zhì)模式 此模式是

8、描述和構(gòu)成景觀空間格局的基本模式。 斑塊、廊道和基質(zhì)是構(gòu)成景觀的基本單元或要素。 斑塊：指在外貌上與周圍環(huán)境明顯不同的塊狀地域單元。 如農(nóng)田圍繞的村莊；森林中的采伐跡地；湖中的小島。 廊道：指在外貌上與兩側(cè)環(huán)境明顯不同的線性地域單元。 廊道是呈帶狀的特殊斑塊。 如河流、道路、鐵路、峽谷、防護林帶等。 基質(zhì)：指景觀中面積最大、連通性最好的均質(zhì)背景地域。 如圍繞村莊的農(nóng)田；廣闊的草原、森林、水域等。 一個生態(tài)系統(tǒng)可視為組成景觀的一個斑塊、廊道或基質(zhì)。,14,北京城區(qū)街道景觀,15,城市景觀,16,江南水田斑塊,河流廊道景觀,17,四川丘陵農(nóng)業(yè)景觀,松嫩平原濕地景觀,18,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,2

9、.尺度（效應） 尺度：是指研究對象的空間范圍和時間變化間隔。(對象特征上) 是研究某對象時所采用的空間和時間單位。(研究者角度) 尺度常用范圍或分辨率表示，尺度反映對事物細節(jié)的了解水平。 大尺度意味著低分辨率。研究大尺度對象時必須忽略細微差異。 即在小尺度上可辨的異質(zhì)性結(jié)構(gòu)，在大尺度上作為細節(jié)被忽視。 空間尺度：指研究對象的空間范圍大小或面積大小。 景觀的空間尺度越大，分辨率越低，測量上的比例尺越小。 同一景觀，隨觀察高度增加,分辨率降低,最小可辨單元增大， 物體細微的差異逐漸難以分辯，最終異質(zhì)性物體變?yōu)榫|(zhì)性。 時間尺度：指研究對象動態(tài)變化的時間間隔長度。 宏觀時空尺度：生物進化、群落演替；

10、微觀：植物生長、種群爆發(fā)。,請看圖,19,景觀的空間尺度越大，其分辨率越低,同一景觀，隨觀察高度增加，其 分辨率降低，最小可辨單元增大,20,不同等級系統(tǒng)的時空尺度,萬年 千年 世紀 10年 年 月 日 秒,時間尺度,微米 毫米 米 公里 千公里 萬公里,空間尺度,葉片生理,樹木生理,斑塊動態(tài),林窗動態(tài),樹木生長,森林演替,景觀動態(tài),區(qū)域動態(tài),事物或過程的時空尺度是相互聯(lián)系的： 在時間上屬于宏觀尺度的事件， 在空間上也屬宏觀尺度。 如氣候變遷的時空尺度都較大； 而火干擾事件的時空尺度都小。,21,不同時間尺度的生物和物理現(xiàn)象,十萬年 萬年 千年 世紀 十年 年 月 日 小時,22,第1節(jié) 有關(guān)

11、概念和內(nèi)涵,3.異質(zhì)性與均質(zhì)性 異質(zhì)性：由不相關(guān)或不相似的組分構(gòu)成的系統(tǒng)。(絕對) 均質(zhì)性：由相關(guān)或性質(zhì)相同的組分構(gòu)成的系統(tǒng)。(相對) 某事物是異質(zhì)的還是同質(zhì)的，取決于考察尺度的大小。 說某系統(tǒng)為均質(zhì)時，僅指該系統(tǒng)在給定觀察尺度上，系統(tǒng)組分 間的差異可以忽略不計。 如：某一景觀由森林、農(nóng)田、村莊等不同的生態(tài)系統(tǒng)組成。 是把森林本身看成是均質(zhì)的；森林與農(nóng)田之間是異質(zhì)的。 若把森林作為一個景觀，森林是異質(zhì)的，而組成森林的楊 樹林、樺樹林等是均質(zhì)的。 地球上多姿多彩的景觀源于空間的異質(zhì)性；均質(zhì)空間構(gòu)不成風景 空間異質(zhì)性的維持和發(fā)展是景觀生態(tài)學研究的核心內(nèi)容。,23,第1節(jié) 有關(guān)概念和內(nèi)涵,4.鑲嵌性

12、 鑲嵌性：指各種景觀要素在空間上相互拚接形成的結(jié)構(gòu)方式。 鑲嵌的特征：景觀要素間形成邊界,連續(xù)空間被中斷。 5.空間格局 空間格局：是指各種景觀要素在空間的排列組合及配置方式。 如各種斑塊在景觀中可呈隨機、均勻、聚集和線狀等分布。 更詳細的景觀結(jié)構(gòu)特征和空間關(guān)系可通過景觀指數(shù)等表示。 格局與結(jié)構(gòu)的概念相似，但結(jié)構(gòu)含義較廣，格局特指空間配置。 6.生態(tài)過程 生態(tài)過程：各種景觀成分發(fā)生發(fā)展的變化程序及其動態(tài)特征。 如種群動態(tài)、群落演替、干擾擴散、養(yǎng)分循環(huán)、種子傳播、 氣流、水流、動物運動、捕食者和獵物的相互作用等。,24,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,一、景觀生態(tài)學的概念 1. 定義 景觀生態(tài)學是研

13、究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)以及管理的科學。 是地理學中的景觀學與生物學中的生態(tài)學相結(jié)合的產(chǎn)物。 其核心是景觀的空間格局及其相互關(guān)系。 2. 相關(guān)學科 景觀生態(tài)學是以地理學和生態(tài)學為基礎(chǔ)的多學科的交叉學科。 涉及生物、氣象、農(nóng)林、美學文化、系統(tǒng)論、控制論等。 3. 層次地位 景觀生態(tài)學是研究景觀這一生物層次的生態(tài)學。 個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)景觀生態(tài)學區(qū)域全球。 研究對象的空間尺度在生態(tài)系統(tǒng)之上，采用較低分辨率， 忽略景觀成分內(nèi)部差異，大局著眼，研究較宏觀的景觀規(guī)律。,25,自然等級系統(tǒng)的層次與尺度的關(guān)系,空間尺度增加 空間分辨率降低過程速率減慢 事件頻率變低,動態(tài),功能,結(jié)構(gòu),尺度域,個體,種群,群

14、落,生統(tǒng),景觀,區(qū)域,國家,全球,生物為主的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)和生物為主的生態(tài)系統(tǒng),以經(jīng)濟社會生態(tài)為綜合體的生態(tài)系統(tǒng),26,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,二、景觀生態(tài)學的內(nèi)容 研究對象和內(nèi)容主要包括4個方面。 1. 景觀結(jié)構(gòu) 指不同景觀要素之間的空間關(guān)系。 要素的類型,面積,形狀,數(shù)量,空間分布方式；能流物質(zhì)分配等。 2. 景觀功能 指景觀要素間的相互作用和聯(lián)系。 體現(xiàn)在景觀中能量,物質(zhì)的流動轉(zhuǎn)化和物種的擴散等生態(tài)過程。 3. 景觀動態(tài) 指景觀結(jié)構(gòu)和功能隨時間的變化。 要素的類型,形狀,數(shù)量和空間格局以及物質(zhì)能量物種的變化。 景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)是相互依賴和相互作用的； 結(jié)構(gòu)在一定程度上決定功能；

15、功能也影響結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展。 如房屋結(jié)構(gòu)決定使用功能；農(nóng)村人口流向城市引起城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)變化。,27,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,4. 景觀管理 景觀管理：是把景觀生態(tài)學原理應用于景觀規(guī)劃設計的實踐。 景觀生態(tài)學為土地管理、自然保護和區(qū)域規(guī)劃提供生態(tài)學基礎(chǔ)。 有助于自然資源的合理利用、有效保護、持續(xù)發(fā)展和科學管理。 景觀生態(tài)分類：據(jù)景觀要素的組成結(jié)構(gòu)和功能特點劃分景觀類型。 景觀生態(tài)評價：利用方式的適用性；景觀生產(chǎn)力；生態(tài)經(jīng)濟效益。 景觀生態(tài)規(guī)劃：按照一定原則對土地等資源的利用方式進行規(guī)劃。 景觀生態(tài)設計：按照宏觀的規(guī)劃框架，進行具體的景觀生態(tài)設計。 應用領(lǐng)域：涉及國土整治、資源開發(fā)、土地利用、自然

16、保護、環(huán)境 治理、區(qū)域規(guī)劃、城鄉(xiāng)建設、生態(tài)旅游等方面。如城市,工礦區(qū)和 自然保護區(qū)的景觀生態(tài)規(guī)劃；城市居民小區(qū)或公園的景觀生態(tài)設計。,28,景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)以及景觀生態(tài)學的基本概念和理論,29,景觀生態(tài)學核心概念框架,30,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,三、景觀生態(tài)學的基本原理 1. 景觀整體性原理 功能整體：景觀是由不同景觀要素通過生態(tài)過程聯(lián)系而構(gòu)成。 從景觀的整體性出發(fā)來研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能及其演變過程。 如農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，目的是使農(nóng)業(yè)整體社經(jīng)生態(tài)效益最佳。 2. 景觀異質(zhì)性原理 景觀異質(zhì)性：指各景觀要素在屬性上和空間分布上的變異程度。 體現(xiàn)方面：景觀要素多樣性；空間格局復雜性；空間相

17、關(guān)動態(tài)性。 表現(xiàn)形式：鑲嵌(生物或環(huán)境鑲嵌,中斷)和梯度(環(huán)境因子漸變) 如華北平原，基質(zhì)農(nóng)田中鑲嵌有村莊,城市,河流等異質(zhì)要素。,31,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,三、景觀生態(tài)學的基本原理 3. 景觀等級性原理 景觀等級系統(tǒng)：景觀是由各種景觀要素構(gòu)成的層次等級系統(tǒng)。 此原理決定了：研究對象是景觀整體的性質(zhì)和動態(tài)規(guī)律； 各景觀要素之間的空間關(guān)系和功能關(guān)系。 等級理論是關(guān)于復雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)的系統(tǒng)理論。 其基本觀點有： A.復雜系統(tǒng)都是具有層次的等級系統(tǒng)。如界門綱目科屬種。 B.高層次事物具有大尺度、低頻率和慢速度特點；低相反。 C.高層次對低層次有制約作用；低層次為高層次提供功能。,3

18、2,等級系統(tǒng)中相鄰層次之間的關(guān)系,高層次,核心層,低層次,大尺度 低頻率 低速度,小尺度 高頻率 高速度,背景 制約 控制 包含,組分 功能 機制 條件,水平結(jié)構(gòu),如森林火災，小面積的火災發(fā)生頻率高，而大面積的發(fā)生頻率低。,33,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,4. 景觀尺度性原理 景觀尺度效應：景觀的空間格局和生態(tài)過程隨研究尺度而變化。 如景觀中的村莊是一個斑塊，但在小尺度下是一個異質(zhì)性景觀。 原理表明：同一事物在不同研究尺度下表現(xiàn)出不同的屬性； 確定適當?shù)难芯砍叨炔拍芰私庠摮叨认碌膶ο笮再|(zhì)。 調(diào)整研究尺度就是調(diào)整眼界(工作范圍)。 5. 景觀動態(tài)性原理 景觀動態(tài)：景觀要素和空間格局及生態(tài)過程都

19、隨時間而變化。 各景觀要素隨時間變化的速度和程度各不相同.如公路和農(nóng)田 6. 景觀穩(wěn)定性原理 穩(wěn)定性：是指景觀對干擾的抵抗力以及受干擾 后的恢復能力。 景觀穩(wěn)定性與景觀異質(zhì)性(或生物多樣性)有關(guān)。 異質(zhì)性程度高生物多樣性高抵抗力恢復力強景觀穩(wěn)定。,34,黃河三角洲的景觀動態(tài)變化,35,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,7. 景觀生態(tài)流原理 生態(tài)流：景觀中的物質(zhì)、能量和物種在景觀要素之間的流動。 生態(tài)流是生態(tài)過程的具體表現(xiàn)，包括物流、能流和物種流。 生態(tài)流的表現(xiàn)：擴散和聚積，使物質(zhì)能量實現(xiàn)空間再分配。 流的源：是指遷出能流物流和物種流的場所.（擴散源） 流的匯：是指接納能流物流和物種流的場所.（聚積地

20、） 流源匯：共同組成了物質(zhì)遷移系統(tǒng).（使結(jié)構(gòu)與功能關(guān)聯(lián)） 流的媒介：風、水、飛行動物、地面動物和人。 流的動力：擴散(與異質(zhì)性相關(guān)；如種群遷移) 傳輸(如水流的侵蝕、搬運和沉積作用) 運動(動物和人對各種物質(zhì)的傳播),源,匯,流（聯(lián)系）,36,第2節(jié) 景觀生態(tài)學基本原理,8. 景觀格局和過程的關(guān)系原理 景觀格局是指形狀和大小各異的景觀要素在空間的排列組合。 包括景觀組成單元的類型、數(shù)量及空間分布和配置等。 格局是景觀結(jié)構(gòu)在空間上的表現(xiàn)形式和異質(zhì)性的具體體現(xiàn)。 景觀過程指各種景觀成分發(fā)生發(fā)展的變化程序及其動態(tài)特征。 包括各種生態(tài)流、種群和群落變化、干擾擴散等。 景觀過程是景觀功能的具體體現(xiàn)。 格局與過程的關(guān)系 格局控制過程的進行：如水域可阻隔火干擾的蔓延； 渠塘灌溉景觀對營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)移和分配的控制作用； 山區(qū)不合理的土地利用方式對水土流失的影響； 農(nóng)林間作對養(yǎng)分元素的循環(huán)和分配的影響。 過程影響格局的形成：如林火干擾可形成新的景觀格局。 結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)聯(lián)：集中表現(xiàn)在流的延伸將源和匯聯(lián)系起來。,3